[发明专利]一种利用酶工程法生产γ-氨基丁酸的方法

摘要

本发明公开了一种利用酶工程法生产γ-氨基丁酸的方法，属于发酵法产酶技术领域。本发明以乳糖作为诱导剂，进行诱导产酶，通过陶瓷膜过滤收集菌体并在线洗菌体，然后在菌体中加入乙酸-乙酸钠缓冲液，少量多次加入底物谷氨酸，使谷氨酸转化为γ-氨基丁酸；然后采用陶瓷膜在线过滤除菌体，采用卷式有机膜脱色；最后采用三效浓缩至浓缩产品含量达550～600g/L时，停止浓缩，将浓缩液打入真空浓缩结晶罐，继续浓缩至产品含量达700～900g/L时，停止加热，常压下自然降温养晶1-1.5h，得到柱状或粉末状晶体。一次结晶得到的晶体纯度≥99.0％，收率≥85％。本发明为清洁生产工艺，三废排放少，菌渣可作为饲料蛋白。

主权项

一种利用酶工程法生产γ‑氨基丁酸的方法，其特征是，包括以下步骤：(1)、酶诱导发酵：在培养基中接入大肠杆菌菌种进行常规培养，加入培养基质量0.01‑1％的乳糖作为诱导剂，进行诱导产酶；接种量为2‑5％，培养温度为35‑39℃，pH为4.0‑7.0，培养16‑24h，得到菌液；(2)、陶瓷膜过滤收集菌体并在线洗菌体：将步骤(1)得到的菌液经陶瓷膜过滤收集菌体，并对菌体进行在线洗涤；洗涤菌体时用酸调节洗涤水pH使菌体pH保持在4.0‑7.0，控制洗涤温度35‑45℃；当透析液透光率在450nm下达到60％时终止洗涤，得到菌体，备用；(3)、酶催化谷氨酸脱羧转化为γ‑氨基丁酸：将步骤(2)陶瓷膜过滤洗涤得到的菌体加入乙酸溶液和乙酸钠溶液，配制成浓度为0.08‑1mol/L pH值为3.0‑7.0的乙酸‑乙酸钠缓冲液，所述乙酸‑乙酸钠缓冲液即为转化液，所述转化液按陶瓷膜过滤洗涤前菌液体积与转化液体积比5∶3的比例配制，进行转化前加入转化液体积0.01‑0.1％的吐温80；然后少量多次加入底物谷氨酸进行转化，使反应体系中谷氨酸含量维持在30‑50g/L，所述谷氨酸加入总量为转化液的30‑40％(W/V)；反应温度为30‑40℃，反应时间为30‑50h；(4)、采用陶瓷膜在线过滤除菌体，陶瓷膜孔径50nm，控制膜温度65‑90℃，进膜压力1.0‑3.1bar；(5)、卷式有机膜脱色：采用卷式有机膜截留分子量大于800的色素分子及大量蛋白分子，脱色过程中控制过滤温度在20‑45℃，控制过滤压力10‑20bar；在脱色滤液450nm透光率达93％以上时，停止循环，收集滤液；(6)、三效浓缩与直接浓缩结晶：采用三效浓缩，控制一效温度60‑95℃，二效温度90‑115℃，三效温度50‑85℃，控制真空度‑0.08Mpa～‑0.1Mpa；在浓缩产品含量达550～600g/L时，停止浓缩，将浓缩液打入真空浓缩结晶罐，控制真空浓缩结晶罐真空度‑0.08Mpa～‑0.1Mpa，温度为60‑75℃，在浓缩产品含量达700～900g/L时，停止加热，常压下自然降温养晶1‑1.5h，得到柱状或粉末状晶体。